"아직 가동 전인데"…AI 큰손들, TSMC 美 공장에 잇단 주문

AMD·애플, TSMC 美 공장에 생산위탁
"첨단패키징·수율 등 대만보다 유리해"
삼성은 수율·가동지연 등 과제 산적

[신추=AP/뉴시스]사진은 대만 신추에 있는 대만 반도체 제조 회사 TSMC 본사 모습. 2023.07.10.

[서울=뉴시스]이지용 기자 = 최근 TSMC 미국 애리조나 공장에 인공지능(AI) 기반 빅테크들의 반도체 생산 주문이 몰리고 있다. TSMC의 애리조나 공장은 본격 가동되기까지 수개월 이상 남았지만 벌써 빅테크들의 관심이 커지고 있다.

TSMC의 본거지인 대만 공장에 생산 주문을 했다가 애리조나 공장으로 주문을 전환하는 움직임도 보인다. 애리조나 공장을 중심으로 첨단 패키징 공급망이 형성되고 이 공장의 수율(양품비율)이 대만 공장을 앞지르면서 미국 내에서도 제조 생태계를 구축하는 모습이다.

삼성전자도 미국에 공장을 짓고 있지만 낮은 수율과 가동 시점 지연 등 과제를 안고 있다.

30일 업계에 따르면 미국 AI 반도체 업체 AMD는 대만 파운드리(반도체 위탁생산) 업체 TSMC의 미국 애리조나 공장에 5나노 공정 슈퍼컴퓨터용(HPC) 반도체 생산을 맡길 것으로 알려졌다. 이를 위해 이미 이 공장에서 생산 테스트가 이뤄지고 있는 것으로 보인다.

당초 AMD는 TSMC의 대만 내 공장을 활용하려고 했으나 애리조나 공장으로 주문을 우회한 것으로 전해진다.

리사 수 AMD 최고경영자(CEO)는 최근 "대만 이외 추가 용량을 활용하고 싶다. TSMC의 애리조나 공장에 관심이 많다"고 전한 바 있다.

TSMC는 내년 상반기 애리조나 공장을 본격 가동한다고 밝혔지만 이보다 3~8개월 앞서 생산에 나선 것으로 보인다.

앞서 애플도 애리조나 공장의 4나노 공정을 활용해 아이폰에 탑재될 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 'A16' 생산을 맡긴 것으로 알려졌다. 엔비디아 또한 이 공장에서 첨단 AI 반도체를 생산하겠다는 계획을 밝혔다.

이 같이 TSMC의 미국 공장에 빅테크들의 주문이 몰리는 배경으로 '첨단 패키징 서비스'가 꼽힌다. TSMC는 최근 애리조나 공장에 반도체 후공정 업체 앰코테크놀로지의 첨단 패키징 및 테스트 서비스를 적용하기로 발표했다.

양사는 이곳에서 '칩온웨이퍼 온 서브스트레이트(CoWoS)'와 같은 TSMC의 첨단 패키징 기반 서비스를 운영한다. 이를 통해 반도체의 성능과 전력 효율을 높일 뿐 아니라 고객사의 요구를 지원하는 제조 생태계를 구축할 수 있다. 미국 내에서 모든 공정을 처리하면서 제조 기간도 크게 줄일 전망이다.

이와 함께 미국 공장의 수율 또한 주목받고 있다. 애리조나 공장의 수율은 대만 내 유사한 공장보다 4%포인트 더 높다는 분석이 나왔다. 고객사들은 반도체 생산에 있어 수율을 매우 중요한 요소로 본다.

일각에서는 애플과 AMD 등의 주문으로 공장의 신뢰도가 높아져 다른 빅테크들의 주문도 잇따를 것이라는 전망이 나온다.

이런 가운데 미국 텍사스주 테일러에 공장을 짓고 있는 삼성전자는 본격 가동을 위해 해결해야 할 과제들을 떠안고 있다. 우선 3나노 등 핵심 공정에서 현저히 낮은 수율을 개선해야 한다. 빅테크 수주 경쟁에서 삼성전자의 발목을 잡는 주요 요인이 수율이기 때문이다.

또 올해 말에서 2026년으로 가동 시점이 늦어졌는데 TSMC에 뒤지지 않도록 고객·협력사와의 현지 제조 생태계도 구축해야 한다.

업계 관계자는 "TSMC가 한 박자 빨리 생산에 나서면서 빅테크들의 신뢰도는 더 높아지고 있다"며 "애리조나 공장이 AI 시장 공략의 교두보가 되면 TSMC와 삼성과의 격차는 더 벌어질 수 밖에 없다"고 전했다.

[서울=뉴시스] 삼성전자가 미국에 450억 달러(62조3000억원)를 투입하며 대규모 반도체 생산·연구개발(R&D) 단지를 구축할 예정이다. 바이든 대통령은 지난 15일 삼성전자에 대한 미국 반도체 보조금 지급 계획(64억 달러)이 발표했다. TSMC도 애리조나주를 거점 삼아 대규모 반도체 공장을 건설하고 있어 미국에서 '텍사스 vs 애리조나'의 첨단 반도체 경쟁 구도가 갖춰질 전망이다. (그래픽=안지혜 기자) hokma@newsis.com

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